ما هو نظام التحكم الصناعي؟

نظام التحكم الصناعي:

هو نظام معلومات يتم استخدامه للتحكم في العديد من العمليات الصناعية مثل: التصنيع ومعالجة المنتج والإنتاج والتوزيع، تشمل أنظمة التحكم الصناعية التحكم الإشرافي وأنظمة الحصول على البيانات التي يتم استعمالها للتحكم في الأصول المشتتة جغرافياً، بالإضافة إلى أنظمة التحكم الموزعة وأنظمة التحكم الأصغر باستخدام وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة للتحكم في العمليات المحلية، تتلقى الأنظمة البيانات من أجهزة الاستشعار التي تقيس متغيرات العملية ومقارنة البيانات المجمعة بنقاط الضبط المرغوبة واشتقاق وظائف الأوامر التي تُستخدم للتحكم في العملية.

ما هو نظام التحكم الصناعي؟

نظام التحكم الصناعي هو مصطلح جماعي يستخدم لوصف أنواع مختلفة من أنظمة التحكم والمكونات المرتبطة بها، والتي تشمل الأجهزة والأنظمة والشبكات والضوابط التي تستعمل لتشغيل أو إتمام العمليات الصناعية، اعتماداً على الصناعة يعمل كل نظام بشكل مختلف ويتم تصميمه لإدارة المهام إلكترونياً بكفاءة، تُستخدم اليوم الأجهزة والبروتوكولات المستخدمة في نظام التحكم في كل قطاع صناعي تقريبًا والبنية التحتية الحيوية مثل التصنيع والنقل والطاقة وصناعات معالجة المياه.

يوجد العديد من أنواع أنظمة التحكم الصناعي مثل نظام سكادا، نظام التحكم الموزع ونظام التنفيذ الفعلي، نظام سكادا لا يمكنه توفير التحكم بشكل كامل وبدلاً من ذلك تركز قدراته على توفير السيطرة على المستوى الإشرافي، تتكون أنظمة سكادا من أجهزة (بشكل عام وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو وحدات أجهزة تجارية أخرى) يتم توزيعها في مواقع مختلفة، يمكن لأنظمة سكادا الحصول على البيانات ونقلها ويتم دمجها مع واجهة الإنسان والآلة التي توفر مراقبة وتحكماً مركزياً للعديد من مدخلات ومخرجات العملية.

الغرض الأساسي من استخدام نظام سكادا هو المراقبة البعيدة والتحكم في المواقع الميدانية من خلال نظام تحكم مركزي، بدلاً من اضطرار العمال للسفر لمسافات طويلة لأداء المهام أو جمع البيانات، فإن نظام سكادا قادر على أتمتة هذه المهمة، تتحكم الأجهزة الميدانية في العمليات المحلية مثل فتح أو إغلاق الصمامات والقواطع وجمع البيانات من أنظمة الاستشعار ومراقبة البيئة المحلية لظروف الإنذار، كما تستخدم أنظمة سكادا بشكل شائع في الصناعات التي تشمل مراقبة خطوط الأنابيب والتحكم فيها ومراكز معالجة المياه وتوزيعها ونقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

أما بالنسبة لنظام التحكم الموزع فهو يستخدم للتحكم في أنظمة الإنتاج الموجودة في مكان واحد، حيث يتم إرسال نقطة الضبط إلى وحدة التحكم القادرة على توجيه الصمامات أو حتى المشغل؛ للعمل بطريقة تحافظ على نقطة الضبط المرغوبة، يمكن تخزين البيانات من الحقل للرجوع إليها في المستقبل أو استخدامها للتحكم البسيط في العملية، أو حتى استخدامها لاستراتيجيات التحكم المتقدمة مع البيانات من جزء آخر من المصنع.

يستخدم نظام التحكم الموزع حلقة تحكم إشرافية مركزية؛ لإدارة وحدات تحكم محلية متعددة أو أجهزة تشكل جزءاً من عملية الإنتاج الإجمالية، وهذا يمنح الصناعات القدرة على الوصول بسرعة إلى بيانات الإنتاج والتشغيل وباستخدام أجهزة متعددة في عملية الإنتاج يكون نظام التحكم الموزع قادر على تقليل تأثير عطل واحد على النظام، يستخدم هذا النظام بشكل شائع في صناعات عديدة مثل: التصنيع، توليد الطاقة الكهربائية، التصنيع الكيميائي، مصافي النفط، معالجة المياه ومياه الصرف الصحي.

مكونات نظام التحكم الصناعي:

يتكون نظام التحكم الصناعي من العديد من المكونات منها:

• جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC): يستخدم هذا نوع من الأجهزة في كل من أنظمة سكادا والتحكم الموزع كمكون تحكم بشكل شامل، كما يوفر الإدارة المحلية للعمليات التي يتم تشغيلها من خلال أجهزة التحكم في التغذية الراجعة مثل: أجهزة الاستشعار والمحركات.

• حلقة التحكم: تتكون كل حلقة تحكم من العديد من الأجهزة مثل جهاز التحكم المنطقي والمشغلات، تفسر حلقة التحكم الإشارات من أجهزة الاستشعار وصمامات التحكم والقواطع والمفاتيح والمحركات والأجهزة المماثلة الأخرى، ثم يتم إرسال المتغيرات المقاسة بواسطة هذه المستشعرات إلى وحدة التحكم لتنفيذ مهمة أو إكمال العملية.

• مؤرخ البيانات: مؤرخ البيانات هو قاعدة بيانات مركزية لتسجيل جميع معلومات العملية، ثم تصدير البيانات إلى الشركة، ثم يتم استخدام البيانات التي تم جمعها لتحليل العملية والتحكم في العملية الإحصائية والتخطيط على مستوى المؤسسة.

• جهاز إلكتروني متطور: هو جهاز ذكي قادر على الحصول على البيانات والتواصل مع الأجهزة الأخرى وإجراء المعالجة والتحكم المحلي، كما يسمح هذا الجهاز باستخدام البيانات في أنظمة التحكم مثل نظام سكادا والتحكم على المستوى المحلي؛ ليتم القيام بالعمليات تلقائياً.